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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Aufnahme eines Strahlteilerelements mit einer optisch wirksamen
Strahlteilerschicht in einer optischen Abbildungsseinrichtung, wobei
das Strahlteilerelement mit wenigstens einem Trägerelement verbunden ist, das
im Gehäuse
der Abbildungseinrichtung befestigt ist.
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In Projektionsbelichtungsanlagen
für die
Mikrolithographie mit katadioptrischen Projektionsobjektiven, die
einen polarisierenden Strahlteilerwürfel besitzen, lenkt der Strahlteilerwürfel den
vom Retikel kommenden Lichtstrahl in einen Auslegerarm mit einem
Hohlspiegel um, während
der aus dem Auslegerarm zurückkehrende
Lichtstrahl durch den Strahlteilerwürfel gerade hindurch gelassen
wird. Dabei führt
insbesondere die Lichtabsorption in der Strahlteilerschicht des
Strahlteilerwürfels,
aber auch in anderen Schichten sowie im Gesamtvolumen des Strahlteilerwürfels zu
Temperaturänderungen
während
des laufenden Betriebes. Eine Temperaturerhöhung führt bekanntlich zu Materialausdehnung
und damit verbundenen Änderungen
der Geometrie des Strahlteilerwürfels
in Abhängigkeit
von dessen Fassung. Zudem werden bestimmte Bereiche des Strahlteilerwürfels aufgrund
der Tatsache, dass die Strahlung sie mehrfach passiert, stärker erwärmt als andere
Bereiche.
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Bei den üblicherweise eingesetzten Fassungen,
die den Strahlteilerwürfel
im Bereich einer oder mehrerer seiner Seitenflächen aufnehmen, kann es deshalb
zu unerwünschten
Bewegungen, wie etwa Verschiebungen oder Rotationen der Strahlteilerschicht
im Inneren des Strahlteilerwürfels
kommen. Diese Bewegung, welche einerseits von den Längenausdehnungen
des Materials des Strahlteilerwürfels und
andererseits von Verformungen der Strahlteilerschicht durch thermisch
induzierte Spannungen herrührt,
verschlechtert das Abbildungsverhalten des katadi optrischen Projektionsobjektivs
der Projektionsbelichtungsanlage. Durch die Wärmeausdehnung des Strahlteilerwürfelmaterials
kann die Ebene der Strahlteilerschicht verkippt und deplaziert werden,
wodurch der vom Retikel kommende Lichtstrahl nicht mehr genau in
den Auslegerarm reflektiert wird. Zudem können sich der Strahlteilerwürfel und
die Strahlteilerschicht selbst deformieren, so dass nicht nur der
Strahl falsch umgelenkt wird, sondern auch Fehler in der Abbildung
des Projektionsobjektives auftreten.
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Derartige unerwünschte Veränderungen der Strahlteilerschicht
können
natürlich
auch bei einer globalen Erwärmung
im Objektiv auftreten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme eines
Strahlteilerelements mit einer optisch wirksamen Strahlteilerschicht
der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik löst und insbesondere
während
des Betriebes einen präzisen
und stabilen Strahlengang durch das Strahlteilerelement ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Verbindung zwischen dem Strahlteilerelement und dem wenigstens
einen Trägerelement
derart ausgebildet ist, dass die Lage der Strahlteilerschicht des
Strahlteilerelements unabhängig
von Temperaturen und auf das Strahlteilerelement wirkenden thermischen
Spannungen relativ zum Gehäuse
konstant bleibt.
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Durch diese Maßnahmen wird in einfacher und
vorteilhafter Weise sichergestellt, dass z.B. bei geänderten
Temperaturen im Projektionsobjektiv oder im Strahlteilerwürfel selbst
während
des Betriebes der Projektionsbelichtungsanlage die Abbildungsqualität des Projektionsobjektives
nicht gemindert wird, da die Strahlteilerschicht in ihrer Lage konstant
gehalten ist und keine Deformationen oder Lageänderungen auftreten. Eine falsche
Umlenkung des Projektionslichtstrahls wird dadurch vermieden.
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Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein,
dass die Verbindung zwischen dem Strahlteilerelement und dem wenigstens
einen Trägerelement derart
ausgebildet ist, dass sie wenigstens annähernd im Bereich der Ebene,
in welcher die Strahlteilerschicht liegt, angeordnet ist.
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Dadurch kann sich der Strahlteilerwürfel um den
Schnittpunkt der optischen Achse von Retikelstrahlengang und Auslegerarmstrahlengang
bei Erwärmung
ausdehnen, wobei die Strahlteilerschicht ihre Lage nicht ändert und
der Schnittpunkt der optischen Achse von Retikelstrahlengang und
Auslegerarmstrahlengang ortsfest bleibt.
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Vorteilhaft ist, wenn die Verbindung
zwischen dem als Strahlteilerwürfel
ausgebildeten Strahlteilerelement und dem wenigstens einen Trägerelement
als Lager ausgebildet ist, wobei die Lagerung durch wenigstens drei
Lager derart statisch bestimmt ist, dass bei einer insbesondere
globalen Temperaturänderung
und damit einhergehenden Volumenänderung
keine Zwangskräfte
auf den Strahlteilerwürfel
wirken.
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Durch diese Maßnahmen wird in vorteilhafter Weise
eine Verbindung des Strahlteilerwürfels mit dem Trägerelement
geschaffen, die bei einer Temperaturänderung im Strahlteilerwürfel eine
Volumenänderung
bei gleichzeitiger Erhaltung der Gestalt, d.h. der Kantenlängenverhältnisse
des Strahlteilerwürfels ermöglicht.
Die Funktion des Strahlteilerwürfels
bleibt nicht nur bestehen, wenn der Schnittpunkt der optischen Achsen
von Retikel- und Auslegerarmstrahlengang ortsfest bleibt, sondern
auch wenn bei einer Deformation des Strahlteilerwürfels z.B.
durch Erwärmung
die Strahlteilerschicht wieder in sich selbst abgebildet wird. Des
weiteren ist der Strahlteilerwürfel statisch
bestimmt gelagert.
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In einer anderen konstruktiven Ausgestaltung
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen
dem als Strahlteilerwürfel
ausgebildeten Strahlteilerelement und dem wenigstens einen Trägerelement
als Lager ausgebildet ist, wobei die Lagerung durch mehrere Lager
derart statisch überbestimmt
ist, dass bei einer globalen Temperaturänderung und damit einhergehenden
Volumenänderung
keine Zwangskräfte
auf den Strahlteilerwürfel wirken.
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Durch diese Maßnahmen ist eine statisch überbestimmte
Lagerung des Strahlteilerwürfels
in vorteilhafter Weise ebenfalls möglich. Voraussetzung für eine konstante
Gestalt bei einer Volumenänderung
des Strahlteilerwürfels
ist hier jedoch, dass der Strahlteilerwürfel lediglich einer globalen
Temperaturänderung
ohne andere Einflüsse
wie Montagetoleranzen etc. ausgesetzt ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und
aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
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Es zeigt:
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1 eine
Prinzipdarstellung mit Funktionsweise eines Projektionsobjektives
für die
Mikrolithographie mit einem Strahlteilerwürfel;
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2 eine
Schnittansicht des in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gefassten Strahlteilerwürfels;
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3 eine
prinzipmäßige perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Fassung
des Strahlteilerwürfels;
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4a eine
perspektivische Ausschnittsansicht erfindungsgemäßer Fassungsbereiche des Strahlteilerwürfels;
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4b Eine
perspektivische Ansicht eines zu dem in 4a dargestellten Fassungsbereich korrespondierenden
Fassungsteils;
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5 eine
prinzipmäßige Schnittansicht
des Strahlteilerwürfels
mit einer erfindungsgemäßen Fassung
in den optisch ungenutzten Bereichen;
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6 eine
Seitenansicht eines Strahlteilerwürfels mit einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen statisch
bestimmten Lagerung;
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7 eine
Draufsicht auf den Strahlteilerwürfel
aus 6;
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8 eine
Draufsicht auf einen Strahlteilerwürfel mit einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
einer statisch bestimmten Lagerung;
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9 eine
Seitenansicht eines Strahlteilerwürfels mit einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform
einer statisch bestimmten Lagerung;
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10 eine
Draufsicht auf einen Strahlteilerwürfel mit einer vierten erfindungsgemäßen statisch überbestimmten
Lagerung;
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11 eine
Draufsicht auf einen Strahlteilerwürfel mit einer fünften erfindungsgemäßen statisch überbestimmten
Lagerung; und
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12 eine
prinzipmäßige Ansicht
des Strahlteilerwürfels
aus 3 mit Entkopplungselementen
von unten.
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In 1 ist
prinzipmäßig eine
Projektionsbelichtungsanlage mit einem Projektionsobjektiv 1 für die Mikrolithographie
zur Herstellung von Halbleiterbauelementen dargestellt.
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Es weist ein Beleuchtungssystem 2 mit
einem nicht dargestellten Laser als Lichtquelle auf. In der Objektebene
der Projektionsbelichtungsanlage befindet sich ein Retikel 3,
dessen Struktur auf einen unter dem Projektionsobjektiv 1 angeordneten
Wafer 4, der sich in der Bildebene befindet, in entsprechend verkleinertem
Maßstab
abgebildet werden soll.
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Das Projektionsobjektiv 1 ist
mit einem ersten vertikalen Objektivteil 1a und einem zweiten
wenigstens annähernd
horizontalen oder bis 30° gegenüber der
Horizontalen geneigten Objektivteil 1b, versehen. In dem
Objektivteil 1b befinden sich mehrere Linsen 5 und
ein Konkavspiegel 6, welche in einem Objektivgehäuse 7 des
Objektivteiles 1b angeordnet sind. Zur Umlenkung des Projektionsstrahles
(siehe Pfeil) von dem vertikalen Objektivteil 1a mit einer
vertikalen optischen Achse 8 in das Objektivteil 1b mit einer
wenigstens annähernd
horizontalen optischen Achse 9 ist ein Strahlenteilerwürfel 10 vorgesehen. Die
optische Achse 9 kann gegebenenfalls auch bis ca. 30° gegenüber der
Horizontalen geneigt sein.
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Nach Reflexion der Strahlen an dem
Konkavspiegel 6 und einem nachfolgenden Durchtritt durch den
Strahlenteilerwürfel 10 treffen
diese auf einen Umlenkspiegel 11. An dem Umlenkspiegel 11 erfolgt eine
Ablenkung des horizontalen Strahlengangs entlang der optischen Achse 9 wiederum
in eine vertikale optische Achse 12. Unterhalb des Umlenkspiegels 11 befindet
sich ein drittes vertikales Objektivteil 1c mit einer weiteren
Linsengruppe 13. Zusätzlich
befinden sich im Strahlengang noch drei λ/4-Platten 14, 15 und 16.
Die λ/4-Platte 14 befindet
sich in dem Projektionsobjektiv 1 zwischen dem Retikel 3 und
dem Strahlenteilerwürfel 10 hinter
einer Linse oder Linsengruppe 17. Die λ/4-Platte 15 befindet
sich im Strahlengang des horizontalen Objektivteiles 1b und die λ/4-Platte 16 befindet
sich in dem dritten Objektivteil 1c. Die drei λ/4-Platten
dienen dazu die Polarisation einmal vollständig zu drehen, wodurch unter
anderem Strahlenverluste minimiert werden.
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In dem Projektionsobjektiv 1 mit
dem Strahlteilerwürfel 10,
der eine Strahlteilerschicht 18 aufweist, führt insbesondere
die Lichtabsorption in der Strahlteilerschicht 18, aber
auch in anderen Schichten sowie im Gesamtvolumen des Strahlteilerwürfels 10 zu
Temperaturänderungen.
Eine Temperaturerhöhung
etwa führt
zu Materialausdehnung und damit verbundenen Änderungen der Geometrie in Abhängigkeit
von einer Aufnahmevorrichtung 19 des Strahlteilerwürfels 10,
die mit dem Objektivgehäuse 7 verbunden
ist.
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Damit der Lichtstrahl von der optischen
Achse 8 exakt auf die optische Achse 9 umgelenkt
wird, muss die Ebene der Strahlteilerschicht 18 genau in einem
Schnittpunkt 20 der optischen Achsen 8, 9 verlaufen.
Zudem muss die Normale zur Ebene der Strahlteilerschicht 18 im
halben Winkel, der von den optischen Achse 8, 9 eingeschlossen
wird, zur optischen Achse 8 und zur optischen Achse 9 geneigt sein.
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Ein Teil des Lichtes, das durch den
Strahlteilerwürfel 10 durchtritt,
wird von diesem absorbiert und führt,
wie oben erwähnt,
zu einer Erwärmung
des Strahlteilerwürfels 10.
Durch die Wärmeausdehnung des
Würfelmaterials
kann die Strahlteilerschicht 18 verkippt und deplaziert
werden, wodurch der vom Retikel 3 kommende Lichtstrahl
der optischen Achse 8 nicht mehr genau in die optische
Achse 9 reflektiert wird. Zudem können sich der Strahlteilerwürfel 10 und
dessen Strahlteilerschicht 18 selbst deformieren, so dass
nicht nur der Strahl falsch umgelenkt wird, sondern auch Fehler
in der Abbildung des Projektionsobjektives 1 auftreten.
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Ein Teil dieser negativen Einflüsse lässt sich durch
Verschiebung oder Kipp bzw. Manipulation anderer optischer Elemente
des Projektionsobjektives 1 bzw. des Strahlteilerwürfels 10 selbst
ausgleichen. Bei einer solchen Korrektur der Strahlteilerschicht 18 im
Strahlteilerwürfel 10 wird
die Position der Strahlteilerschicht 18 während des
Betriebes ermittelt und ak tiv korrigiert, etwa durch Bewegen spezieller
Manipulatoren. Die Positionsermittlung kann dabei durch ein gesondertes
Messsystem für
die Strahlteilerschicht erfolgen. Dazu werden in einem ungenutzten
Objektivbereich ein oder mehrere Strahlen definiert auf die Strahlteilerschicht
gelenkt und der bzw. die abgelenkte(n) Strahl(en) detektiert. Alternativ
kann die Lage des Bildes selbst mittels Ausrichtungsmarkierungen festgestellt
werden und als Basis für
die Korrektur dienen.
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Vorteilhafter ist es jedoch, den
Fehler dort zu bekämpfen,
wo er entsteht, nämlich
am Strahlteilerwürfel 10 bzw.
an dessen Aufnahmevorrichtung 19.
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Erfindungsgemäße Fassungen, Halterungen und
Lagerungen des Strahlteilerwürfels 10,
die bei einer Erwärmung
des Strahlteilerwürfels 10 durch Lichtabsorption
eine Dezentrierung/einen Kipp der Strahlteilerschicht 18 und
eine Deformation des Strahlteilerwürfels 10 minimieren,
sind in den 2 bis 11 dargestellt und werden
nachfolgend anhand dieser Figuren beschrieben.
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Wie aus 2 ersichtlich, wird der Strahlteilerwürfel 10 in
der Ebene der Strahlteilerschicht 18 von einem Halter 21 gehalten.
Da der Strahlteilerwürfel 10,
wie in 3 angedeutet,
aus zwei im Bereich seiner Strahlteilerschicht 18 zusammengesetzten Prismen 22a, 22b zusammengesetzt
ist, kann eine Auflagestelle 23 dadurch hergestellt werden,
dass das Prisma 22a seitlich über das Prisma 22b übersteht,
d.h. Verlängerungen 24 aufweist.
Dabei liegt das Prisma 22a auf dem Halter 21 und
das Prisma 22b hängt
am Prisma 22a über
Ansprengung in der Strahlteilerschicht 18. Der Strahlteilerwürfel 10 wird von
dem Halter 21 in vorteilhafter Weise auf den optisch nicht
genutzten Seiten gehalten. In einem anderen Ausführungsbeispiel könnte natürlich auch
das Prisma 22b vom Halter 21 gehalten werden und
das Prisma 22a könnte
durch Ansprengung auf dem Prisma 22b angebracht sein, so
dass nun durch das Gewicht des oberen Prismas 22a nur Druckbelastung anstelle
starker Zugbe lastung durch das Gewicht des unteren Prismas 22b erfolgt.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel
bestünde
selbstverständlich
auch die Möglichkeit,
die Verbindung der beiden Prismen 22a, 22b durch
seitlich an diese angebrachte Elemente und deren Lagerung auf dem
Halter 21 in Höhe
der Strahlteilerschicht 18 bzw. der waagrechten optischen
Achse 9 des Strahlteilerwürfels 10 herzustellen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
besteht der Halter 21 aus ZERODUR, in einem anderen Ausführungsbeispiel
könnte
dieser auch aus einem anderen vorzugsweise thermal stabilen Material
wie beispielsweise Quarz oder INVAR oder aus dem gleichen Material
wie das Gehäuse 7 des
Projektionsobjektivs 1 gebildet sein. Eine möglichst
schlechte Wärmeleitung
des Halters 21 ist dabei von Vorteil, um die Wärme gezielt über eine
Kühleinrichtung
ableiten zu können.
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Zwischen dem Halter 21 und
den überstehenden
Verlängerungen 24 könnten – wie in 12 angedeutet – Entkopplungselemente 400 vorgesehen
sein, um die unterschiedliche Ausdehnung zwischen den Prismen 22a, 22b und
dem Halter 21 zu kompensieren. Die Entkopplungselemente 400 sind derart
ausgebildet, dass sie den Strahlteilerwürfel 10 in seiner
Position festhalten, ohne ein affines Vergrößern des Strahlteilerwürfels 10 zu
behindern. Diese Funktion der Entkopplungselemente 400 könnte in einem
weiteren Ausführungsbeispiel
auch direkt in den Halter 21, z.B. durch geeignete Freischnitte
im Halter 21 im Bereich der Auflagestellen 23,
integriert werden.
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Der Halter 21 bietet unterhalb
des Strahlteilerwürfels 10 genügend Platz
für eine
Kühlplatte 25, bestehend
aus einer Fläche,
die die 157 nm Strahlung absorbiert, und einer Wärmeableitung. Die Kühlplatte 25 ist
als geschwärztes
Blech ausgeführt.
Zur Wärmeableitung
ist sie mit nicht näher
dargestellten Kupferleitbändern
versehen.
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Der Halter 21 mit dem Strahlteilerwürfel 10 und
der Kühlplatte 25 wird
in einer statisch bestimmten weiteren Aufnahme gehalten, die gleichzeitig
einen reproduzierbaren Ein- und Ausbau ermöglicht. Ein Oberteil 26a der
reproduzierbaren Aufnahme wird fest mit dem Halter 21 verbunden
oder mit diesem zusammen aus einem Teil gefertigt. Ein Unterteil 26b der
reproduzierbaren Aufnahme hat eine kugelförmige Fläche unten mit dem Kugelmittelpunkt 27 im Mittelpunkt
des Strahlteilerwürfels 10,
damit sich die Position des Mittelpunktes 27 des Strahlteilerwürfels 10 während einer
möglichen
Justage nicht verändert. Eine
kippjustierbare Fassung 28 trägt diese komplette Anordnung
und hat eine Kontaktfläche 29a zur
Kugelfläche
und eine Kontaktfläche 29b zum
Objektivgehäuse 7 des
Projektionsobjektivs 1. Die Verbindung der Fassung 28 mit
dem Objektivgehäuse 7 des Projektionsobjektives 1 wird
durch eine Schraubverbindung hergestellt. Die Kontaktfläche 29a an
der Fassung 28 hat den gleichen Radius wie das darauf gelagerte
Unterteil 26b zum Ansprengen nach der Justage. In einem
anderen Ausführungsbeispiel könnte sie
auch die Form einer Dachkante haben, damit eine definierte Ringauflage
entsteht zum Verkleben der beiden Teile miteinander (nicht dargestellt).
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In 4a sind
die entlang der Strahlteilerschicht 18 des Strahlteilerwürfels 10 angebrachten Verlängerungen 24 prinzipmäßig dargestellt.
Die Verlängerungen 24 sind
in 4a an beiden Prismen 22a und 22b angebracht.
Die Prismen 22a, 22b sind in 4a nach oben bzw. unten prismatisch fortgesetzt
zu denken. Sehr vorteilhaft ist es, dass die Verlängerungen 24 in
unterschiedlichen Teilbereichen der jeweiligen Prismen 22a und 22b angeordnet
sind. Demzufolge entstehen einander diagonal gegenüberstehende
Aussparungen 30a und 30b, in die ein in 4b dargestelltes Fassungsteil 300 eingepasst werden
kann.
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Wie in 5 angedeutet,
weist der Strahlteilerwürfel 10 einen
optisch genutzten ovalen Bereich 31a und einen optisch
ungenutzten Bereich 31b auf. Demzufolge kann der Strahlteiler würfel 10 in
einfacher und vorteilhafter Weise in dem optisch ungenutzten Bereich 31b beispielsweise
in den dortigen Eckbereichen mit Aussparungen 32 zur Aufnahme von
Befestigungselementen 33 zur Befestigung an einer nicht
dargestellten Fassung versehen werden. Die Fassung erfolgt dabei
sinnvollerweise ebenfalls an den lichtabgewandten Flächen des
Strahlteilerwürfels 10.
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Die Erfinder haben festgestellt,
dass die Funktion des Strahlteilerwürfels 10 gesichert
ist, wenn bei einer Formänderung
des Strahlteilerwürfels 10 durch
Erwärmung
die Strahlteilerschicht 18 quasi wieder in sich selbst
abgebildet wird. Dabei darf der Strahlteilerwürfel 10 nur eine Volumenänderung
und keine Gestaltänderung,
d.h. keine Änderung
der Kantenlängenverhältnisse,
erfahren. Dazu werden geeignete Lagerungen des Strahlteilerwürfels in
einer mit dem Objektivgehäuse 7 verbundenen
nicht näher
dargestellten Fassung gemäß den 6 bis 11 vorgeschlagen. Der Grundgedanke ist
dabei, dass bei einer Erwärmung
des Strahlteilerwürfels 10 auf diesen
keine gestaltändernden
Zwangskräfte
einwirken dürfen.
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Zur Lagerung sind sowohl statisch
bestimmte als auch statisch überbestimmte
Lösungen
denkbar, wobei die statisch überbestimmten
Lagerungen nur von einer rein globalen Temperaturänderung
des Strahlteilerwürfels 10,
d.h. von einer Temperaturänderung
die alle Teile betrifft, ausgehen. Prinzipmäßig ist die Volumenausdehnung
des Strahlteilerwürfels 10 in
den 6 bis 11 durch gepunktete Linien
und Lagerstellen angedeutet.
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In 6 wird
schematisch die Lagerung für einen
Strahlteilerwürfel 10 mit
einem beschreibenden Koordinatensystem 34 im Schnittpunkt 20 der
optischen Achsen 8 und 9 gezeigt. Die x-Achse zeigt in die
Blattebene, die y-Achse weist in Richtung der optischen Achse 9,
die z-Achse zeigt in Richtung der optischen Achse 8 bzw.
in Richtung der Gewichtskraft.
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Wie aus 6 ersichtlich, ist die Lagerung durch
drei Lager 40a, 41a, 42a (Das Lager 42a ist hier
durch das Lager 41a verdeckt und in 7 sichtbar) auf der Würfelunterseite gekennzeichnet,
die jeweils in z-Richtung eine Kraft abstützen können. Die Übertragbarkeit von Kräften in
der durch die x- und y-Achse
aufgespannte Ebene ist so auf die Lager 40a, 41a, 42a verteilt,
dass sie bei einer globalen Temperaturänderung eine Volumenänderung
des Strahlteilerwürfels 10 ermöglichen,
ohne eine Gestaltänderung
hervorzurufen und die Lage der Strahlteilerebene 18 zu ändern.
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Der Strahlteilerwürfel 10 ist so gelagert,
dass unter globaler Temperaturänderung
die Strahlteilerschicht 18 wieder in sich selbst abgebildet
wird und dabei der Schnittpunkt 20 der optischen Achsen 8 und 9 wieder
auf der Strahlteilerschicht 18 zu liegen kommt. Da die
Lagerung statisch bestimmt ist, wirken bei einer Temperaturänderung
keine Zwangskräfte auf
den Strahlteilerwürfel 10.
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Der Strahlteilerwürfel 10 wird an der
Kante, an der die Strahlteilerschicht 18 die Würfelunterseite schneidet,
durch das als Festlager ausgebildete Lager 40a festgehalten
und auf der gegenüberliegenden
unteren Kante von dem als Loslager ausgebildeten Lager 41a mit
einer Translationsbeweglichkeit und dem als Loslager ausgebildeten
Lager 42a mit zwei Translationsbeweglichkeiten gestützt (das
Loslager 41a verdeckt in 6 das
Loslager 42a).
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In 7 ist
der in 6 gezeigte Strahlteilerwürfel 10 von
oben dargestellt, wobei die Verschiebungsrichtungen der Loslager 41a und 42a durch Pfeile
verdeutlicht werden. Beim Loslager 41a mit nur einer Translationsbeweglichkeit
ist die Translationsbeweglichkeit auf das Lager 40a gerichtet,
während das
Loslager 42a mit zwei Translationsbeweglichkeiten sich
in jede Richtung der Blattebene verschieben lässt.
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Wie in 8 gezeigt,
besitzt jedes Lager 40b, 41b, 42b ge nau
eine Translationsbeweglichkeit in der durch die x- und y-Achse aufgespannten
Ebene. Hierbei weisen alle Translationsbeweglichkeiten auf einen
Punkt auf der Schnittkante der Würfelunterseite
mit der Strahlteilerschicht 18. Dadurch wird gewährleistet,
dass die Strahlteilerschicht 18 bei einer globalen Temperaturänderung
wieder in sich selbst abgebildet wird. In 8 sind die Richtungen der Translationsbeweglichkeiten
der drei Lager 40b, 41b, 42b in der durch
die x- und y-Achse aufgespannten Ebene dargestellt.
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Weitere Möglichkeiten bestehen, wenn
drei Lager 40c, 41c und 42c nur in z-Richtung
translatorisch fest, aber in der durch die x- und y-Achse aufgespannten
Ebene vollkommen frei beweglich sind.
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Um den Strahlteilerwürfel 10 dabei
statisch bestimmt zu lagern, werden weitere Lager 43c, 44c, 45c notwendig,
wobei jedes Lager in einer Richtung translatorisch fest ist.
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9 zeigt
eine Anordnung mit den Lagern 40c, 41c, 42c, 43c, 44c, 45c von
der Seite, bei der unter einer Temperaturänderung die Strahlteilerschicht 18 in
ihrer Lage bleibt. Das Lager 42c wird in dieser Darstellung
vom Lager 41c, das Lager 44c vom Lager 43c verdeckt.
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Es sind natürlich noch verschiedenste statisch
bestimmte Lageranordnungen möglich,
bei denen ein oder mehrere Lager in zwei Translationsrichtungen
fest sind, während
die übrigen
Lager nur in einer Translationsrichtung fest sind, und bei denen
sich die Strahlteilerschicht 18 unter Temperaturänderung nicht
verschiebt.
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Wird eine Deformation des Strahlteilerwürfels 10 ausschließlich unter
globaler Temperaturänderung
und nicht durch andere Einflüsse,
wie Montagetoleranzen etc., berücksichtigt,
gibt es auch statisch überbestimmte
Lagerungsmöglichkeiten,
die eine Volumenänderung
des Strahlteilerwürfels 10 ohne
Verschiebung der Strahlteilerschicht 18 erlauben. Prinzipiell
kann dann der Strahlteilerwürfel 10 an beliebig
vielen Punkten gelagert werden, wobei eine Variante darin besteht,
dass jedes Lager mindestens in einer Translationsrichtung beweglich
ist und sich alle freien Translationsrichtungen in einem Punkt auf der
Ebene der Strahlteilerschicht 18 schneiden, damit sich
die Ebene der Strahlteilerschicht 18 unter globaler Temperaturänderung
nicht verschiebt.
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In 10 ist
eine solche Lagerung mit vier Lagern 40d, 41d, 42d und 43d von
oben dargestellt.
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Bei einer weiteren in 11 dargestellten Variante
wird das Lager 40e in allen Translationsfreiheitsgraden
festgehalten, wobei die anderen Lager 41e und 42e mindestens
in einer Translation beweglich sein müssen und alle freien Translationsrichtungen
sich im festen Lager 40e schneiden müssen. Das Festlager 40e greift
am Strahlteilerwürfel 10 an
der Strahlteilerebene 18 an, damit sich bei einer globalen Temperaturänderung
die Lage der Strahlteilerschicht 18 nicht ändert. Wie
aus 11 ersichtlich,
ist diese Variante mit dem Festlager 40e und den Lagern 41e und 42e von
oben dargestellt.